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Die
Einsatzmöglichkeiten der Mikroskope
und Kameramikroskope sind nahezu
grenzenlos.
Für die Mikroskope ist
natürlich auch entsprechendes Zubehör
erhältlich: Software-Kit (Software und
Datenkabel) zur direkten Übertragung
der Beobachtungen zu einem PC.
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Mikrotome
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Software-Kit |
Objektträger
/ Deckgläschen
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Mikroskopierbesteck
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Anwendung der Mikroskope
Bei der Anwendung der Mikroskope werden
oft zwei entscheidende Fehler gemacht:
- Es wird eine zu hohe Vergrößerung
eingestellt.
Für die Beobachtung von einfachen,
transparenten Objekt-Schnitten genügt
für den Anfänger eine Vergrößerung
zwischen 50x und 300x. Nur bei der
Beobachtung von Objekten, die mit einem Mikrotom geschnitten und daher sehr
dünn
sind, ist eine höhere Vergrößerung
sinnvoll. Ebenfalls werden sehr hohe
Vergrößerungen (1000x und höher) bei
der
Beobachtung von Blutabstrichen
eingesetzt.
- Das Präparat wird durch falsche
Einstellung des Objektivs zerstört.
Bei höheren Vergrößerungen lässt sich
die Bildschärfe erst kurz bevor das
Objektiv das Präparat berührt
einstellen.
Zur richtigen Einstellung
wird das Objektiv deswegen dicht über
das Präparat gefahren. Danach sieht man
durch das
Okular und stellt vorsichtig
die Bildschärfe ein.
Oben
sehen
Sie eine Auswahl unserer
Kameramikroskope beim praktischen
Einsatz
Reinigung
der Mikroskope
Saubere Optiken sind eine wichtige Voraussetzung für gutes Mikroskopieren und einwandfreie
Bilder. Bei der Verunreinigung ist
Staub das größte Problem, zum einen stören die Verunreinigungen auf den Bildern, zum andern kann der Staub Glasflächen zerkratzen und auch Getriebe und Gleitflächen beschädigen. Der Schutz der Mikroskope vor Staub ist daher eine der wichtigsten Maßnahmen, um Schäden vorzubeugen. Daher die Mikroskope nach dem Arbeiten immer mit einer
leicht zu reinigenden Haube abdecken und diese auch regelmäßig mit einem feuchten Tuch reinigen um zu verhindern, dass Staub von der Abdeckung in die Mikroskope gelangt. Offene Ausgänge am Tubus sollten daher
ebenfalls immer abgedeckt werden. Bei der Reinigung von optischen Bauteilen ist die Art der Verunreinigung entscheidend. Dabei
ist zwischen Staubteilchen (Glasabrieb von
Objektträgern, Textilfusseln, Sand, ...) oder sonstigem Schmutz ( Fingerabdrücke, Rückstande von unsachgemäßen Reinigungsversuchen, ...) zu unterscheiden.
Wesentliche
Bestandteile der Mikroskope
Die
modernen Mikroskope können aus
verschiedenen Komponenten bestehen. In
der nachfolgenden Abbildung werden die
wichtigsten Bestandteile erläutert.
Kameramikroskope besitzen anstatt des
Okulars oft eine LCD-Anzeige.
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1.
Okular
2. Mikroskoparm / Tubusträger
3. Objekttisch
4. Grob-/ Feineinstellungstrieb
5. Objekttisch Höhenverstellung
6. Mikroskopfuß
7. Mikroskopleuchte
8.
Kondensor
9. Präparatklemmen
10.
Objektiv
11. Objektivrevolver
12. Tubus |
Das
Stativ der Mikroskope und
Kameramikroskope umfasst die
folgenden Komponenten:
Der
Mikroskopfuß ist die Grundplatte der
Mikroskope auf der sich alles andere
aufbaut. Der Tubusträger ist die
Säule, an welcher die Optik und der
Objekttisch befestigt sind. Der Tubus
ist das meist schräg, selten senkrecht
verlaufende Rohr am oberen Ende der
Mikroskope. Die mittig mit einem Loch
versehene Arbeitsplatte nennt man
Objekttisch. Für das Scharfstellen sind meist zwei
Einstellräder vorhanden, der Feintrieb
und der Grobtrieb. Alle weiteren
Bestandteile der Mikroskope, die man zur
Beleuchtung und Vergrößerung der
Präparate benötigt, werden zur Optik
gerechnet. Der Blick in die Mikroskope
erfolgt durch das, sich im Tubus
befindliche, Okular. Über dem Objekt
angeordnet befinden sich die Objektive,
die sich zum schnelleren Wechseln an
einem Objektivrevolver befinden.
Unterhalb des Objekttisches am Mikroskop
befindet sich ein weiteres Linsensystem
- der Kondensor. Zur Beleuchtung der
Präparate dient eine Mikroskopleuchte
oder ein Spiegel.
Hinweise zum Mikroskopieren:
- Mikroskope sicher und gerade
aufstellen.
- Anschluss der Mikroskope an Steckdose.
- Objekttisch ganz runter drehen.
- Kleines Objektiv am Revolver eindrehen.
-
Objektträger so auflegen, dass das Objekt in der Mitte des Objekttischloches
liegt.
- Tubus mit Grobtrieb an den Objektträger heranführen. Von der Seite beobachten, damit das Deckgläschen nicht
zerdrückt wird.
- Mit der Blende die Ausleuchtung korrigieren. Je mehr die Blende geschlossen ist, desto schärfer ist das Bild.
- Das nächst größere Objektiv am Revolver einschwenken. Das Objekt muss deutlich zu sehen sein; wenn nicht, dann
mit kleinerem Objektiv neu zentrieren.
- Vorsichtiges Scharfstellen -
geringerer Objektabstand! Mit der Blende
etwas aufhellen.
- Optisches Abtasten (Fokussierung) des
Bildes durch minimales Drehen am
Grobtrieb / Feintrieb.
- Eventuell Objektträger etwas verschieben, um die typische Struktur in die Mitte des Sehfeldes zu bringen.
Überwiegend werden Stereo - Mikroskope zur Erkennung von inneren Merkmalen eingesetzt. Beim Einblick in die Stereo-Optik sehen unsere Augen unter zwei verschiedenen Winkeln das Bild des selben Objektes. Es entsteht ein dreidimensionaler, also räumlicher Eindruck.
Mikroskop-Vergrößerung
Die Mikroskop-Vergrößerung ist das Produkt der Multiplikation von der Objektiv-Vergrößerung mit der Okular-Vergrößerung.
Beispiel Stereo Zoom-Mikroskope: Okulare 12,5-fach und Zoom-Objektiv 0,8-fach bis 4,0-fach ergeben eine Gesamt- Vergrößerung von 10-fach bis 50-fach usw.
Zoom-Vergrößerung
Die meisten Stereo-Mikroskope weisen eine stufenlose, variable Einstellmöglichkeit der Vergrößerung mit außen liegendem Rändelring auf.
Tiefenschärfe
Stereo-Mikroskope zeigen bei einer niedrigen Vergrößerung oft eine Tiefenschärfe von zehn Millimetern, die damit den plastischen Bildeindruck erheblich steigert.
Arbeitsabstand
Es ist gut wenn ein freier Arbeitsabstand zwischen Arbeitsgut und unterster Objektivlinse der Mikroskope besteht. In der Regel sind 80 bis 120 Millimeter, je nach Mikroskop-Bauart ideal. Spezielle
Arbeits-Mikroskope weisen einen Abstand von 200 bis 250 Millimeter auf. Typisch für gute Optiken sind 20 bis 25 Millimeter bei 10-fach Vergrößerung.
Sehfeld
Maßstab ist der Durchmesser des beobachteten Mikroskopbildes bei 10-facher Vergrößerung. Er ist ein Qualitätsmerkmal jeder
Optik und kann auch vom Laien sofort überprüft werden. Faustregel: Je niedriger die Vergrößerung, umso größer der Sehfelddurchmesser.
Zusammenhang zwischen Tiefenschärfe und Vergrößerung
Die Tiefenschärfe ist der Distanzbereich vor und hinter der Fokalebene, in dem das Bild "scharf" erscheint. Während die Tiefenschärfe von verschiedenen Faktoren abhängt, spielt die Vergrößerung der Mikroskope eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Größe dieses
Distanzbereichs. Im allgemeinen gilt: je stärker die Vergrößerung, umso geringer die Tiefenschärfe. Die Bildzusammensetzungsfunktion spielt daher eine wichtige Rolle in der Mikroskopie, und digitale Mikroskope ermöglichen eine wesentlich effizientere Erstellung von vollflächig scharf gestellten Bildern.
Auflösung und Kontrast des mikroskopischen Bildes einstellen
Unter dem Objekttisch der Mikroskope befindet sich der Kondensor, welcher aus einem Linsensystem und einer Irisblende, der Aperturblende besteht. Die Funktion dieser Blende im Hellfeld-Verfahren liegt in der optimalen Aufbereitung des Mikroskopierlichts für das jeweilige Objektiv. Wird die Aperturblende der Mikroskope geöffnet, so steigt die Auflösung bei abnehmendem Kontrast. Beim Schließen ist umgekehrt eine Abnahme der Auflösung bei gleichzeitiger Kontrastzunahme erkennbar. Die Funktion der Aperturblende besteht somit darin, den für das jeweilige Präparat optimalen Kompromiss zwischen Auflösung und Kontrast einzustellen.
Bei Phasenkontrast- oder Dunkelfeld-Mikroskope hat die Aperturblende keine Funktion und wird zur Vermeidung von Störungen deshalb bei diesen Kontrastverfahren vollständig geöffnet.
Was sie vor dem Mikroskopieren beachten
sollten
- Okulare und Objektive der Mikroskope dürfen nicht verschmutzt sein. Sie sehen sonst ein flaues Bild.
-
Beleuchtung einschalten.
- Das kleinste Objektiv sollte sich über dem Objekttisch befinden.
- Objektträger mit den Klemmen auf dem Objekttisch der Mikroskope anbringen.
- Das Präparat unter dem Deckgläschen sollte sich dabei in der Mitte über der Kondensorlinse befinden.
Einstellen eines scharfen
Bildes
Schließen sie die Blende am Kondensor etwa zur Hälfte. Bewegen sie nun langsam mit Hilfe des Grobtriebes das kleinste Objektiv der Mikroskope auf den Objektträger zu, wobei sie gleichzeitig durch das Okular schauen. Wenn sie die Zellen Ihres Objektes erkennen können, stellen sie mit dem Feintrieb der Mikroskope die Bildschärfe genau ein.
Regeln sie dabei die Helligkeit mit dem Regelknopf für die Beleuchtung auf eine Ihnen angenehme
Lichtstärke. Besitzt Ihr Mikroskop keine regelbare Beleuchtung, schließen sie die Blende am Kondensor etwas mehr, wenn das Bild zu hell ist, bzw. öffnen sie, wenn das Bild zu dunkel ist.
Fluoreszenz
Der grüne Blattfarbstoff (Chlorophyll)
von Pflanzen fluoresziert bei Anregung
mit kurzwelligem Licht von Natur aus in
intensivem roten Licht. Zur Beobachtung
dieser Primärfluoreszenz ist keine
weitere Präparation für den Einsatz der
Mikroskope notwendig. Bei einer
Sekundärfluoreszenz werden nicht selbst
fluoreszierende Objekte mit einem
Fluoreszenzfarbstoff markiert (Fluorochromierung).
Ein bekannter Fluoreszenz-Farbstoff ist
beispielsweise Acridinorange, durch
welches Zellkerne (Chromatin und
Nucleolen) bei Anregung mit blauem Licht
eine grüne Fluoreszenz zeigen. Da die
Fluoreszenz erst durch die Präparation
mit dem Fluoreszenzfarbstoff erzeugt
wird, spricht man auch von induzierter
Fluoreszenz.
In der Immunfluoreszenz wird ein
Fluoreszenzfarbstoff (meist FITC =
Fluorescein-iso-thio-cyanat) mit einem
Antikörper gekoppelt. Diese Antiköper
können sehr spezifisch für bestimmte
biologische Strukturen erzeugt werden.
Die Bindung des Fluorochroms wird quasi
durch den
Antikörper vermittelt.
Derartige Fluorochromierungen sind
extrem selektiv, allerdings nicht ganz
so intensiv wie bei der herkömmlichen
Sekundärfluoreszenz.
Umschalten der Mikroskope auf größere Objektive
Bringen sie die Zellen Ihres Präparates, die sie sich genauer ansehen möchten, durch Verschieben des Objektträgers in die Bildmitte, damit sie diese nach dem Umschalten des Objektives wieder finden. Schwenken sie nun mit dem Objektivrevolver der Mikroskope das nächstgrößere Objektiv über das Präparat. Meistens ist das neue Bild schon fast scharf. Die Einstellung der Schärfe erfolgt nun nur noch mit dem Feintrieb der Mikroskope. Beim nächstgrößeren Objektiv gehen sie genauso vor.
Was sie bei starken Vergrößerungen beachten
sollten
Bei starken Vergrößerungen darf die Blende der Mikroskope nicht zu weit zugezogen sein, da sie dann Linien im Bild doppelt sehen und das Bild unschärfer wird. Dann müssen sie die Blende weiter aufziehen. Sollte die Blende andererseits ganz offen sein, kann das Bild flau erscheinen, so dass sie kaum etwas erkennen können. Dann müssen sie die Blende weiter zuziehen. Bleibt trotz richtiger Einstellung ein flaues Bild bestehen, so ist wahrscheinlich das Okular oder das Objektiv der Mikroskope verschmutzt. Sie sollten in diesem Fall die verschmutzten Linsenflächen reinigen.
Auflicht- und Durchlicht Stereo-Mikroskope
Diese Mikroskope werden hauptsächlich für Beobachtungen von größeren Objekten genutzt. Einsatzgebiete sind z.B. die Untersuchung von Insekten, Pflanzen, Münzen oder in der Materialprüfung. Die meisten klassischen Auflicht-Mikroskope haben einen Arbeitsabstand von über 40mm. Daher sind diese Mikroskope besonders gut für große Objekte oder bei der
Materialprüfung geeignet. Vom Einblick werden diese Mikroskope meist als binokulare Modelle angeboten.
Digital - Mikroskope
Die digitale Mikroskopie
ist das Pendant zur konventionellen
Lichtmikroskopie. Proben werden nicht
mehr direkt durch das Okular am
Mikroskop betrachtet, sondern als
virtuelles Gesamtbild dargestellt, das
nach Scannen der kompletten Probe in der
gewünschten Auflösung am Monitor
abgebildet wird. Ein integrierter
Autofokus gewährleistet, dass das Bild
immer im Fokus ist und somit scharf
aufgenommen wird. Die durch den
Scanning-Prozess erzeugten Einzelbilder
werden anschließend automatisch
überlagert, um ein großes, nahtloses
Übersichtsbild zu erzeugen. Das fertige,
virtuelle Bild kann dann in einer
Datenbank gespeichert werden.
Durchlicht - Mikroskope
Diese Mikroskope werden hauptsächlich für die Beobachtungen von dünnen durchscheinenden Präparaten und Flüssigkeiten genutzt. Einsatzgebiete sind z.B. die Untersuchung von Blut, Zellen oder Pflanzenproben. Die klassischen Durchlicht-Mikroskope haben meist einen sehr geringen Arbeitsabstand von unter 4 mm. Daher sind diese Art von Mikroskope nur für besonders dünne Präparate geeignet.
Die Präparate werden auf Glasträgern platziert und mit hauchdünnen Deckgläsern abgedeckt. Die Durchlicht-Mikroskope werden mit einer meistens sehr hohen Vergrößerung angeboten ( von 40-fach bis über 1000-fach). Bei einer 1000-fachen Vergrößerung muss man, um eine brauchbare Schärfe zu erreichen, den Luftspalt zwischen Deckglas und Objektivlinse mit einem Tropfen
Immersionsöl schließen. Bis 400-fach kann man mit jedem Gerät ohne spezielle Technik beobachten. Mit einem Wechsel der Okulare können die Vergrößerungen der Durchlicht-Mikroskope noch erhöht werden.
Elektronen-Mikroskope
Qualitativ oberhalb der von der PCE
angebotenen Labor-Mikroskope
(Licht-Mikroskope) siedelt sich die
Elektronen-mikroskope an. In einem
derartigem Elektronenmikroskop werden
anstelle von Licht Elektronen zur
Abbildung verwendet. In dieser Art
Geräte führt eine Erhöhung der
Geschwindigkeit der Elektronen zu einer
kürzeren Wellenlänge und somit auch zu
einer höheren Auflösung (da Elektronen
wesentlich kürzere Wellenlängen besitzen
als sichtbares
Licht, können sie auch
wesentlich kleinere Strukturen
auflösen). Die ursprünglich erhaltenen
Bilder sind schwarz-weiß, da Elektronen
anstatt von Licht zur Abbildung
verwendet werden. Der hierbei verwendete
Elektronenstrahl wird mittels einer
Wolfram-Kathode erzeugt. Mikroskope nach
diesem Prinzip gibt es in zwei Typen,
des Transmissions- und des Rasterelektronen-Types.
Das beste Auflösungsvermögen moderner
Mikroskope beträgt bestenfalls 200 nm,
beim REM 3 nm und beim TEM sogar 0,2 nm.
Noch feinere Strukturen lassen sich mit
dem Rastertunnelmikroskop und dem
Rasterkraftmikroskop auflösen.
Mono, Bino oder Trinokular
Mikroskope mit monokularem Einblick sind für den Start in die Mikroskopie von den Anschaffungskosten am günstigsten. Sie haben keine Einbußen durch den monokularen Einblick. Für längeres und wirklich entspanntes Beobachten sind Mikroskope mit binokularem Einblick besser geeignet. Mit
zwei Augen kann man über längere Zeit entspannter beobachten. Binokulare Mikroskope haben neben Normteilen auch eine komplexere Prismenanordnung und eine hellere Beleuchtung.
Für Anwendungen die bildlich festgehalten werden sollen, gibt es noch trinokulare
Mikroskope oder so genannte
Kameramikroskope. Das sind Binokulare Mikroskope mit einem zusätzlichen Tubus. Hier kann während der Beobachtung eine USB -
Kamera aufgesetzt werden, welche die Beobachtungen aufnimmt. Die aufgenommenen Bilder können anschließend auf einen PC oder Laptop übertragen werden. Zusätzlich gibt es die Möglichkeit an Binokulare Mikroskope ein
Microokular anzuschließen. Dieses Mikro-Okular wird einfach in die Okularaufnahme der Mikroskope eingesetzt. Das Mikro-Okular bietet Ihnen so die Möglichkeit Ihre vorhandenen Mikroskope kostengünstig zu einem
Videomikroskop
oder als Kameramikroskope aufzurüsten und somit auf den neuesten Stand der Technik zu bringen.
Anforderungen an die Mikroskope
An die Ausstattung der Mikroskope werden durch den speziellen Einsatzzweck bestimmte Anforderungen gestellt. Normale Mikroskope mit einer Vergrößerung von 400 bis 600-fach im Hellfeld sind normalerweise ausreichend. Besondere Beleuchtungseinrichtungen wie eine Phasenkontrasteinrichtung, ein Dunkelfeldverfahren sowie eine kräftige regelbare Halogenbeleuchtung ermöglichen ein erkennen einzelner Details der kontrastarmen Objekte, ohne das Präparat ein zu färben.
Mikroskope und Kameramikroskope bei der
PTB
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